东秦岭竹园沟钼矿床次生晕异常特征及其找矿意义

彭松民，崔蓓蕾，张 坤，罗明伟，郭 锐，杜春阳

(1.河南省地质调查院，河南 郑州 450001)(2.河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，河南 许昌 461000)

0 引言

东秦岭汝阳竹园沟钼矿床是近年来发现并探明的斑岩型矿床。该矿床位于汝阳东沟超大型钼矿床南10 km处，两个矿床成矿时代均为中生代燕山期的白垩纪中晚期，为我国钼矿成矿的黄金时代［1］。在1∶5万分散流Mo异常的基础上，投入1∶1万次生晕测量，结果证实，次先晕测量在寻找斑岩型钼矿领域应用效果是显著的，所选择的找矿手段也是切实可行的。

1 大地构造及成矿地质背景

1.1 大地构造位置及岩浆岩

矿区位于华北克拉通南缘与秦岭褶皱系衔接的东段［2］，即东秦岭中部地区，局限于鲁山—淮南及栾川—明港两条深大断裂切割的北西西—南东向断块上(图2)，为杨子板块向华北板块俯冲带的仰冲带的火山岛弧外侧。大区域基底为太古宙太华群中深变质岩系，盖屋仅有中元古界长城系熊耳群火山岩系，为一套中基性—中酸性火山岩组成的双峰式火山岩，普遍夹火山凝灰岩。

区内岩浆活动频繁，主要有中元古代王屋山期中酸性石英二长岩和中生代燕山期强酸性花岗岩浆活动两期，后者以大区域巨型岩基——太山庙花岗岩为主(图1)，是我国北方中生代大规模花岗岩浆活动的产物。

图1 区域地质矿产略图

1.2 区域1∶5万分散流地球化学背景

1.2.1 元素分布规律

区内分散流15种元素表现主要集中于两区，即付店一王坪区及竹园沟区。付店一王坪区元素综合性强［3］，主要有 M、Pb、En、Ag、Au、As等六种，高、中元素异常套合较好;而竹园沟区别在于其位于太庙巨型花岗岩基边缘，分散流元素集散受熊耳群地层和石英二长岩带的影响较小，表现出元素单一强度不高之特征，主要有Mo、Pb等(图2)

图2 汝阳南部地区地球化学综合异常图

1.2.2 竹园沟1∶5万分散流异常特征

关帝庙Mo、Pb异常(豫付—Hs—10—乙3)

异常位于付店幅南部关帝庙一桃岭高坡一带，由Mo—4号，Pb—7号两个单元素异常组成，分布于太山庙花岗岩内接触带附近，北东向延伸，面积约5 km2。异常区内为中、粗粒黑云母花岗岩，花岗岩中有熊耳群鸡蛋坪组三段安山岩捕虏体［4］。北东向断裂发育，岩石破碎，具硅化、钾化蚀变，见辉钼矿、萤石、黄铁矿化等。

元素组合为Mo、Pb，强度低、变化平缓，没有浓集中心。在该异常内2009年勘查工作结束，发现并探明了竹园沟中型斑岩型钼矿床。

2 1∶1万次生晕异常

竹园沟次生晕测区位于太山庙花岗岩体内接触带且靠近岩体与围岩接触带。太山庙花岗岩体内，其微量元素 Cu、Pb、Zn、Ag、Mo、Mn、Ba 等元素含量均比酸性岩类岩石克拉克值高。从粗粒到细粒，微量元素含量有从低到高的变化趋势，表现出在接触带上后期热液迁移富集的矿化规律。

2.1 竹园沟单元素分布特征

土壤测量分析项目有7种，全部成图。从成图元素看，各元素的地球化学性质不同，其分布特征各有差异，分述如下:

2.1.1 Mo 元素分布特征

Mo元素在区内的分布变化较大［5］，在测区西南部(约占测区总面积为1/2)出现“低洼区”，在测区北部形成南北向的“高原区”，在测区北部形成南北向的“高原区”，在此隆起区内，分布着三个第Ⅱ级台阶隆起，两个第Ⅲ级台阶。第Ⅱ级台阶隆起区展方向为北东向，与区内已知钼矿化体分布一致，元素组合以 Mo、Ag为主，伴有少量 Pb、Zn，组合 Mo、Ag组合异常，竹园沟钼矿点位于该异常内，第III级台阶隆起区长轴方向为近南北向，形成Mo、Cu、Pb、Zn、Ag元素组合异常，从无素组合看，区内钼矿化有两次，第一次与Cu、Pb、Zn矿化关系密切，第二次与Ag矿化关系密切(图3)。

2.1.2 Ag 元素分布特征

Ag元素在区内变化较大，在测区中部宋家庄一带形成北东向的“高原区”，与区内矿化破碎带总体走向一致，且高背景带面积较大，强度中等，在东部小东沟——平地一带异常呈近南北向零星出露，Ag元素异常浓集中心明显，形成数个Ⅱ级异常，最高含量达25.1×10－6，测区西南部形成南北向的高背景带，带内Ag异常呈北东向展布，Ag元素与Mo元素呈显著正相关关系［6］。

2.1.3 Cu 元素分布特征

Cu元素在区内的变化较平缓，形成开阔的“低洼区”内出现零星“孤丘”，主要集中于竹园沟小东沟—平地一带，出现第Ⅱ级台阶，其长轴总体方向为近南北向，单个Ⅱ级异常呈北东向，说明铜矿化与区内北东向断裂构造关系密切，从元素组合看Cu与Pb、Zn元素关系较密切，三元素套合较好。

2.1.4 Zn 元素分布特征

Zn元素在区内的变化相对较平缓，与Cu元素基本一致，测区内出现开阔的“低洼区”，在其“低洼区”西北部和东部形成数个“孤点”总体呈近南北向，小东沟和平地之间形成第II级台阶隆起，隆起区内最高值达505×10－6，与Cu元素一样受北东向构造影响。

2.1.5 Pb 元素分布特征

Pb元素分布平缓，与Cu、Zn元素相同，在小东沟和平地形成“孤丘”，“孤丘”长轴方向为北北东和近南北向，说明区内铅矿化与北东向构造关系密切。

2.1.6 Co、Ni元素分布特征

Co、Ni二元素在区内含量变化平缓［7］，形成大面积的“平原区”其等值线大致为近南北向和北西向展布，与区域上太山庙花岗岩体接触带的产状基本一致。Ni元素在测区东南小东沟——平地形成一些平缓的隆起，这与区内多金属矿化经后期氧化形成的铁锰矿化有密切关系。

2.2 地球化学元素的共生组合规律

为了进一步研究测区内地球化学数据之间的内在联系，揭示成矿(晕)元素的共生组合规律，以便获得更好的地球化学找矿信息，我们对竹园沟次生晕地球化学数据分别进行了R型聚类分析和R型因子分析处理［8］，结果如下:

2.2.1 R型聚类分析结果及地质解释

从竹园沟次生晕地球化学样品中随机地抽出187和363个样品，对所测试的7个元素 Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、Go、Ni分别进行了 R 型聚类分析计算。

在 r=0.15 相关性水平上(大于 r=0.05，200=0.138)，Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、Co、Ni 7 元素分为 2 个小组。

第1组由 Mo、Pb、Zn、Ag元素组成，依据相关关系密切程度又可分为两个亚组，即 Cu、Pb、Zn和Mo、Ag;第2组为Co、Ni元素组合。第1组元素反映的是岩浆期后气化一高温热液、中一高温热液矿化环境，主要形成辉钼矿，其次是方铅矿、闪锌矿和黄铜矿。Ag元素在辉钼矿形成时，主要是分散于硅酸盐造岩矿物中，而在Cu、Pb、Zn硫化物成矿期，则以类质同象形式赋存于方铅矿中。第2组元素是Cu、Pb、Zn硫化物在表生地球化学作用下氧化形成铁锰氢氧化物。

2.2.2 R型因子分析结果及地质解释

分别对上述原始数据进行了分析计算，首先得到主因子解(表1)，由于未达到因子最简结构，经方差极大旋转，得到方差极大因子解。

公因子 F1代表 Pb、Zn、Cu、Ni也有一定的载荷，且Ni与Cu、Pb、Zn呈反消长关系，反映的是中温热液矿化元素组合;公因子F2代表Ag，其次是Cu、Ni、Mo、Pb、Co 与其他元素呈反消长关系;公因子F3代表Co、Ni;公因子F4代表 Cu，伴有一定量的Zn;公因子F5主要代表Mo，其次Cu、Zn、Ag也有一定量的载荷［9］。

表1 竹园沟初始因子载荷矩阵

据此，我们认为，在太山庙花岗岩体边缘内接触带(竹园沟测区)成矿(晕)元素迁移、沉淀的规律大致是:① 在辉钼矿形成时，Zn只是以一种稳定的氯化物型式迁移，Ag则分散于硅酸盐造岩矿物中，稍后，至中高温热液活动期，则是Cu元素之主成矿期，形成的矿物主要为黄铜矿，可能有少量的闪锌矿形成;②中温热液活动时形成了方铅矿和闪锌矿等，Ag元素以类质同象形式赋存于铅、锌矿物中［10］;③在低温低压条件下，Ag元素迁移至地表，富集于地表土壤中。

公因子F1代表Pb、Zn、Ag有一定的载荷，这是成矿因子，以Pb、Zn矿化为主，Ag元素赋存于Pb、Zn矿物中。公因子F2代表Co、N1元素组合，该因子反映的是Cu、Pb、Zn硫化物在表生地球化学作用下氧化形成的铁锰氢氧化物。公因子F3代表Ag、Cu、Co，伴有少量的 Pb，是成矿因子，以 Cu矿化主为。有微弱的方铅矿化，此时的Co、Ag可能以类质同象赋存于铜矿物中。公因子F4可以认为是Mo因子，即成矿因子。

在众多公因子中，因子1的方差贡献最大为2.223 8(累计方差贡献为31.77%)，其次是因子2、因子3和因子4，其方差贡献分别为1.3767、1.147和0.948 8。说明太山庙花岗岩体边缘内接触带(竹园沟区)和外接触带熊耳群火山岩中，矿化元素组合和成矿温度有较大的区别。前者以Mo、Cu矿化为主。反映的是中高温热液矿化;后者则以Pb、Zn、Ag、Co、N1单元素异常202个，其中竹园沟测区59个，各元素的富集特点与各测区不同的矿化期和矿化类型有关。其分布特征各有差异，由于元素间的地球化学性质差异和亲缘关系不同，在测区内形成了不同的元素组合分带，其特征分述如下:

2.2.3 Mo 异常分面特征

Mo元素异常在区内比较发育，共发现7个异常，其中4个I级异常，一个Ⅱ异常，二个Ⅲ级异常，集中分布在区内北中部宋家庄和东部小东沟—平地一带，其特征是规模大的异常强度较低，变化平稳，具多个浓集中心，规模较小的异常(如东沟和平地两个异常)其强度高，梯度变化陡，浓集中心明显［11］，异常展布方向与区内钼矿化带走向一致，严格受断裂构造的控制。

2.2.4 Ag 异常分析特征

Ag元素在区内比较活跃，异常较多，相伴成群出现为其特征，已编号的异常有11个，其中I级异常7个，Ⅱ级异常3个，Ⅲ级异常1个，Ⅱ、Ⅲ异常集中分布于公布于测区东部规模较小，强度高，浓集中心明显，浓集分带清楚;测区中西部为I级异常，规模相对较大，强度低，变化平缓 。与区内断裂构造展布方向一致，严格受断裂构造的控制。

2.2.5 Cu、Pb、Zn 异常分布特征

Cu、Pb、Zn三元素异常在区内不发育，矿化较弱，共发现了Cu异常9个;其中I级异常7个，II级异常2个;Pb异常9个均为I级异常;Zn元素异常10个。其中1个II级异常，9个I级异常，三元异常在平面上的分布特征是集中于测区浓集中心重迭较好，西部三元素共生，位于Mo、Ag异常旁侧。Cu、Zn元素异常浓集中心重迭较好，中西部三元素异常不发育，这反映了区内Cu、Pb、Zn矿化与花岗岩体边缘内接触带上的中低温热液活动有关［12］。

2.3 组合异常分布特征

区内地质、构造、岩性均复杂，各类异常较多，元素组合较好，共圈定组合异常17个，其中竹园沟测区6个，现择其主组合异常分述如下:

该测区共圈组合异常6个，其中较好且已经工程查证的组合异常为宋家庄钼、银组合异常［1－乙3－Mo、Ag(Cu、Zn)］。

异常位于汝阳县付店石柱村竹园沟宋家庄，由Mo－2、3，Ag－2，Cu－2、3，Zn－2异常组成，形态似“椭圆状”，长轴方向呈北东向展布，面积0.45 km2，元素组合为Mo、Ag、Cu、Zn等，主要元素Mo一般含量11×10－6，最高56 ×10－6，Ag含量一般 1.2 ×10－6，最高3.175 ×10－6，伴生元素 Cu最高 56 ×10－6，Pb 最高350 ×10－6，Zn最高1 071 ×10－6。Mo、Ag两元素重叠性好，Mo元素浓集中心明显，分带清楚;Ag元素异常面积较大，强度低为I级异常，Mo元素异常面积中等，强度较高，形成II级异常。Cu、Pb、Zn三元素异常只在局部形成高隆起。

异常区出露岩性为花岗闪长岩。黑云母花岗岩、斑状花岗岩、细一粗粒花岗岩，局部有花岗斑岩脉。北东向断裂构造发育，钼矿化范围较大，经工程揭露已控制钼矿体9个，走向北东，倾向北西，一般厚1 ～2.87 m，最厚 5.93 m，辉钼矿化呈细脉状，细脉浸染及浸染状，一般含量0.04% ～0.056%，最高0.224%，深部较富，民采硐内局部可达0.8%，矿石矿物主要为辉钼矿，次有黄铁矿、黄铜矿、镜铁矿、次生矿物为褐铁矿，脉石脉物有石英、绢云母、绿泥石等，围岩蚀变强烈，主要有硅化、绢云母化、绿泥石化等。

综合以上特征，该异常在北东向断裂构造活动时，含矿热液沿断裂带上升至地表，形成面积大，强度较高的矿异常。Ag元素异常面积比Mo、Cu、Pb、Zn异常都大，其相对浓集中心与Mo元素的高值区有一定位移，且展布方向不同，而与Cu、Pb、Zn元素异常吻合程度较高。另据竹园沟测区次生晕样品7个元素的R型聚类分析结果，Mo、Ag两元素在0.01显著性水平上呈显著正相关关系，相关系数为0.331 6(n=187)，Mo、Ag元素与 Cu、Pu、Zn 三元素的相关系数为0.157(＞相关系数临界值0.138)。说明:(1)在燕山晚期岩浆活动之后的气化一高温热液阶段末期为辉钼矿的第一成矿期，即主成矿期，此时，银元素一部分分散于造岩矿物硅酸盐中，一部分银元素以类质同象形式进入铜的硫化物，到中一高温热液阶段，形成Cu、Pb、Zn硫化物，银元素主要赋存于方铅矿中，有少量的辉钼矿形成;(2)银元素在低温、低压条件下常扩散到地表形成面积大、强度低的前缘晕，推测该异常剥蚀较浅，其深部可能会有隐伏钼矿体，是下步工作的有利地段。

2.4 竹园沟化探异常与矿种的关系

2004～2010年于异常区投入地质勘查工作，发现了竹园沟中型斑岩型钼矿床，共圈出钼矿体16个，其中细粒花岗中有13个，粗粒花岗岩中有3个，但细粒花岗岩中矿体占总资源量的99.48%，粗粒花岗岩中 Mo资源量不足1%，矿体平面面积0.83 km2，明显小于异常面积，矿床不含可供综合利用的有益元素，为单一钼矿床，充分说明土壤地球化学异常在找矿过程中所发挥的关键作用。同时也揭示了1∶5万分散流测量作为早期基础地质工作所发挥的宏观指导作用。

3 结语

河南汝阳竹园沟钼矿床是东秦岭钼铅锌金银巨型成矿带的一部分，该矿床的最大特征是，赋矿岩石全部为太山庙强酸性花岗岩。在花岗岩内接触带由于受熊耳群地层影响较小，其次生晕异常显示元素组合少，异常强度低之特征;但其异常集中，浓集中心相对清楚，“高原”“低洼”两区区分清晰。因此，在指导地质找矿勘查过程中可发挥较好的指导作用。

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